Rétro-ingénierie : la conception recto verso

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Que faire lorsqu’une pièce spéciale et coûteuse casse et que vous ne disposez pas des dessins ou modèles d’origine pour diagnostiquer et résoudre le problème ? Que faire encore lorsque vous devez créer des moules, des modèles ou des pièces pour une machine existante et que vous n’avez aucune documentation de conception (dessins ou modèles CAO) ?

Dans ces deux cas, la rétro-ingénierie de la pièce d’équipement ou de machine peut se révéler la démarche la plus indiquée et la moins coûteuse. En capturant les données d’objets physiques et en replaçant celles-ci dans le modèle numérique, les ingénieurs peuvent manipuler et reconcevoir, si nécessaire, pour reproduire un produit ou résoudre un problème constaté dans un produit.

Le processus de rétro-ingénierie requiert l’utilisation conjointe du matériel et du logiciel. Le matériel permet de mesurer l’objet et le logiciel reconstruit celui-ci sous la forme d’un modèle 3D. L’objet physique peut être mesuré à l’aide de technologie de numérisation 3D, comme les machines à mesurer tridimensionnelles (CMM), les scanners laser, les scanners à lumière structurée ou les tomodensitomètres.

Différents facteurs sont apparus et ont contribué à étendre l’utilisation de rétro-ingénierie. Le coût de la  rétro-ingénierie a baissé, le matériel est devenu plus compact et plus ergonomique, le logiciel a gagné en convivialité et le processus de conversion et de gestion des données numérisées a été simplifié.

La rétro-ingénierie au creux de la main

La technologie de numérisation 3D a connu de grandes avancées, en particulier les scanners à surface optique sans contact. Ces scanners (ou numériseurs) sont plus portables et plus abordables, et sont capables de capturer les points avec davantage de rapidité et de précision. La portabilité est un avantage précieux lorsqu’il faut numériser sur place des équipements importants.

Les scanners laser portables peuvent capturer des dizaines de milliers de points par seconde avec une grande précision et sont utilisés couramment dans une série d’applications techniques. Les scanners portables peuvent être utilisés partout pour numériser des surfaces 3D en temps réel et transmettre directement ces données aux systèmes de CAO, accélérant ainsi le processus de retro-engineering.

L’amélioration du matériel a été suivie d’une hausse de la demande pour des outils logiciels et une technologie de modélisation géométrique capables de traiter de grandes quantités de points de données et de les convertir en formes utiles, comme des surfaces B-spline rationnelles non uniformes (NURBS). De nombreux programmes connus de rétro-ingénierie sont désormais intégrés aux outils CAO de sorte que les utilisateurs ne doivent pas se former à de nouveaux systèmes.

Les outils de surfaçage automatique qui convertissent automatiquement les nuages de points en modèles de surface NURBS ont été développés et implémentés comme des outils logiciels commerciaux. Les modèles de surface NURBS convertis à partir des données de nuages de points peuvent être utilisés dans certaines applications techniques, comme l’entretien, la réparation et la révision, la mesure et l’inspection des pièces, et le calibrage des dispositifs de fixation.

Des scientifiques appliquent la rétro-ingénierie à une méduse

Dans le but de mieux comprendre le fonctionnement du tissu cardiaque humain, des scientifiques de Harvard ont appliqué la rétro-ingénierie à une méduse, en créant une méduse artificielle à partir de silicone et de cellules de rat. Cela peut paraître farfelu mais des scientifiques ont identifié des similitudes entre la nage de la méduse, qui pompe pour se déplacer, et la manière dont le cœur pompe le sang.

Quel est le rôle de la rétro-ingénierie dans cette histoire ? L’équipe avait besoin de se représenter le fonctionnement de la méduse, de voir comment construire chaque composant et l’agencement de ces composants, notamment la disposition des muscles, le déplacement du corps et l’effet des fluides (internes et externes) sur le mouvement.

Un des chercheurs, Kit Parker, raconte que l’équipe a fait d’emblée une découverte intéressante : les signaux électriques utilisés par la méduse pour coordonner le pompage sont exactement comme ceux du cœur. L’objectif de l’étude est de découvrir comment fabriquer des cœurs humains mais, à court terme, les chercheurs réfléchissent à se servir de la méduse artificielle pour tester des médicaments et voir s’il est possible d’améliorer le pompage.

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